Szybki rozwój nowych pojazdów energetycznych podniósł złożoność i wymagania dotyczące wydajności systemów elektronicznych na zupełnie nowy poziom.Wielowarstwowe płytki drukowane, dzięki swoim doskonałym parametrom elektrycznym, wysokiej integracji i niezawodności, stały się podstawowymi elementami wielu kluczowych urządzeń, głęboko osadzonymi w różnych systemach, takich jak zasilanie, inteligencja i bezpieczeństwo pojazdów nowych źródeł energii.
1, System zasilania
(1) System zarządzania baterią
BMS można uznać za „mózg” pakietów akumulatorów, który kompleksowo kontroluje ładowanie i rozładowywanie, temperaturę, równowagę i inne aspekty akumulatora. Jego podstawowym sprzętem jest wielowarstwowa-płytka drukowana. Zestaw akumulatorów pojazdów nowej generacji składa się z dużej liczby pojedynczych ogniw połączonych szeregowo lub równolegle. BMS musi monitorować napięcie, prąd, temperaturę i inne parametry każdego ogniwa w czasie rzeczywistym i dokładnie. Biorąc za przykład BMS Tesli Model 3, przyjmuje on 8-warstwową konstrukcję płytki ze ściśle kontrolowaną tolerancją impedancji w zakresie ± 5%, aby zapewnić integralność sygnału. Ponieważ BMS musi obsługiwać wrażliwe sygnały, takie jak próbkowanie napięcia, wykrywanie prądu i komunikacja CAN, wielowarstwowe-płytki drukowane mają dedykowane warstwy sygnałowe, które oddzielają linie sygnałowe od linii zasilających i uziemiających, aby uniknąć zakłóceń, zapewniają stabilne wartości próbkowania ADC, skutecznie tłumią-szum o wysokiej częstotliwości, płynną komunikację po magistrali CAN i zapobiegają fałszywym alarmom BMS. Jednocześnie, jeśli chodzi o rozpraszanie ciepła, środkowa warstwa wielo-warstwowej płytki drukowanej może wykorzystywać wielkopowierzchniową folię miedzianą w celu równomiernego rozpraszania ciepła, a dolna płaszczyzna uziemienia działa jak „płyta rozpraszająca ciepło”, współpracując z przelotkami w celu odprowadzania ciepła z chipów, unikając redukcji częstotliwości chipów z powodu przegrzania i zapewniając stabilną pracę BMS w środowiskach akumulatorów o wysokiej temperaturze.
(2) Sterownik silnika
MCU odpowiada za kontrolowanie pracy silnika napędowego, otrzymywanie instrukcji od sterownika pojazdu oraz dokładną regulację prędkości i momentu obrotowego silnika. W tym procesie musi wytrzymać chwilowy skok prądu o wysokim napięciu, co wymaga wyjątkowo wysokich parametrów elektrycznych i zdolności rozpraszania ciepła płytki drukowanej. Tradycyjne podłoża FR-4 są nieodpowiednie, podczas gdy wielo-warstwowe płytki drukowane wykorzystują nowe materiały, takie jak laminaty pokryte miedzią- na bazie ceramiki, aby zwiększyć przewodność cieplną do 8 W/m · K, co może zapewnić długoterminową-stabilną pracę w temperaturze powyżej 120 stopni i skutecznie rozwiązać problem degradacji wydajności spowodowany lokalnym przegrzaniem. Ponadto wielowarstwowe-płytki drukowane z obwodami drukowanymi mogą również zapewniać wydajną konwersję mocy i precyzyjne sterowanie silnikiem dzięki swojej wielowarstwowej strukturze i rozsądnemu rozmieszczeniu podzespołów energoelektronicznych, takich jak sterowniki silników i falowniki, zapewniając płynność i wydajność mocy wyjściowej pojazdu.
2, Inteligentny system
(1) Samochodowy system informacyjno-rozrywkowy
System zapewnia bogate funkcje, takie jak odtwarzanie plików audio i wideo, nawigacja oraz wyświetlanie informacji o pojeździe dla kierowców i pasażerów, przy czym kluczową rolę odgrywają wielowarstwowe płytki drukowane. Z jednej strony wymaga połączenia ekranu z chipem sterującym i różnymi czujnikami, aby zapewnić-czytelną prezentację danych na desce rozdzielczej w czasie rzeczywistym i płynną reakcję operacji interakcji człowiek-komputer; Z drugiej strony wraz z rozwojem technologii inteligentnego kokpitu system musi integrować więcej funkcji, takich jak rozpoznawanie gestów, sterowanie głosem itp., co wymaga wielo-warstwowych płytek drukowanych o wyższych możliwościach integracji i transmisji sygnału. Wielowarstwowe płytki drukowane mogą spełniać złożone wymagania dotyczące układu obwodów w ograniczonej przestrzeni dzięki-okablowaniu o dużej gęstości i konstrukcji miniaturyzacji, zapewniając szybką i dokładną transmisję sygnału między modułami funkcjonalnymi oraz zapewniając użytkownikom komfortowe i wygodne wrażenia z jazdy. Na przykład za centralnym ekranem kontrolnym niektórych-pojazdów nowej generacji wysokiej klasy, ekran wyświetlacza jest ściśle połączony z wieloma chipami przetwarzającymi za pośrednictwem wielowarstwowych-płytek drukowanych, co pozwala uzyskać obraz o wysokiej-rozdzielczości i szybką reakcję systemu.
(2) Automatyczny układ napędowy
Podłączenie czujników: Pojazdy nowej generacji są wyposażone w różne czujniki, takie jak radar fal milimetrowych, radar laserowy, kamery, czujniki ultradźwiękowe, czujniki przyspieszenia itp., aby wykrywać otaczające środowisko i własny stan pojazdu. Wielowarstwowa-płytka drukowana odpowiada za połączenie tych czujników z elektroniczną jednostką sterującą samochodu, zapewniając stabilną transmisję sygnałów czujników. Biorąc za przykład radar pracujący na falach milimetrowych 77 GHz, stawia on niezwykle rygorystyczne wymagania dotyczące stałej dielektrycznej i współczynnika strat płytki drukowanej. Wielowarstwowe płytki drukowane współpracowały z producentami wyższego szczebla w celu opracowania podłoży z wypełniacza PTFE i ceramiki, stabilizujących stałą dielektryczną na poziomie 3,0 ± 0,05 i zmniejszających współczynnik strat do 0,0015, spełniających wymagania dotyczące transmisji sygnału o wysokiej-częstotliwości i zapewniających dokładne wykrywanie przez radar odległości, prędkości i kąta obiektów docelowych. W przypadku czujnika kamery wielowarstwowa płytka drukowana zapewnia-szybką transmisję sygnału obrazu o niskim poziomie-szumów dzięki rozsądnemu układowi linii oraz zapewnia jasne i dokładne informacje wizualne dla układu automatycznego napędu.
Kontroler domeny: wraz z rozwojem technologii autonomicznego sterowania w kierunku poziomu L3 i wyższych, kontrolery domeny muszą integrować wiele interfejsów czujników w celu przetwarzania ogromnych ilości danych, co stwarza większe wyzwania w zakresie rozmiaru, gęstości okablowania i wydajności płytek drukowanych. W wielo-warstwowej płytce drukowanej zastosowano technologię hybrydową warstwy HDI+Ay, aby uzyskać połączenie z mikrootworami o średnicy 0,1 mm, co zwiększa gęstość okablowania o 30% na ograniczonym obszarze i spełnia wymagania dotyczące przepustowości danych w przypadku fuzji wielu-czujników. Na przykład rozmiar płytki drukowanej kontrolerów domeny autonomicznej sterującej na poziomie L3 i wyższym zazwyczaj przekracza 600 mm × 400 mm. Dzięki zoptymalizowanej konstrukcji wielowarstwowe-płytki drukowane nie tylko spełniają wymagania dotyczące dużych rozmiarów, ale także zapewniają współpracę różnych modułów funkcjonalnych w celu dokładnej oceny i kontroli stanu jazdy pojazdu.
3, System bezpieczeństwa
W układach krytycznych dla bezpieczeństwa, takich jak systemy poduszek powietrznych, układy przeciwblokujące i elektroniczne systemy kontroli stabilności w pojazdach nowych źródeł energii, wielo-warstwowe płytki drukowane odpowiadają za szybką i dokładną transmisję sygnału. Biorąc za przykład system poduszek powietrznych, wielo-warstwowe płytki drukowane łączą czujniki kolizji i sterowniki poduszek powietrznych. Kiedy pojazd zderza się, sygnał o kolizji może zostać przesłany do sterownika w bardzo krótkim czasie, co powoduje szybkie wyzwolenie poduszki powietrznej i zapewnia krytyczną ochronę kierowcom i pasażerom. W układach ABS i ESC wielowarstwowe-płytki drukowane zapewniają terminowe przesyłanie sygnałów z czujników prędkości kół, czujników ciśnienia i innych czujników do jednostki sterującej. Na tej podstawie jednostka sterująca precyzyjnie reguluje ciśnienie hamowania, aby zapobiec blokowaniu kół, utrzymać stabilność pojazdu i zapewnić bezpieczeństwo jazdy w sytuacjach awaryjnych. Wielowarstwowe płytki drukowane, dzięki doskonałej wytrzymałości mechanicznej i parametrom elektrycznym, mogą utrzymać stabilne warunki pracy w trudnych warunkach, takich jak wibracje i uderzenia podczas pracy pojazdu, zapewniając niezawodne działanie systemów bezpieczeństwa.